专利名称：等导程圆柱螺旋式自动扶梯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种等导程圆柱螺旋式自动扶梯(简称“旋梯”)。
传统自动扶梯系统主要由循环梯级、梳齿、梳齿板、链轮对、长环扶手胶带、长环传动链条、安全栏板、支承机构(承重梁、桁架、支柱)、变速器、驱动电机等组成。该系统的自动扶梯结构复杂、输送速度缓慢(约0.5m/s)、设备故障率高、维护维修难、运行能耗高、制造成本高。
目前广泛使用的垂直升降梯的输送速度虽然较快(约2～4m/s)，但是，该电梯系统的升降道所占用的楼内空间很大、安全性较低(有发生垂直下坠的危险)、系统复杂(需要轿厢、吊索、变速器、卷扬机、平衡配重、换向滑轮、牵引滑轮、支承机构、驱动电机等)、制造成本也高(每部电梯需要数十万至上百万元)、运量小(每个轿厢仅能承载很少的乘客)，有不少高楼即使装有十几部垂直升降梯，也经常会出现乘客们长时间等候的情况。
本发明针对上述自动扶梯及垂直升降梯所存在的缺点，提供了另一种能克服上述缺点的新型自动扶梯——旋梯。该旋梯系统采用类似于轻轨车、地铁车、磁浮车及电力机车所采用的技术，主要由轨道车与轨道系统所组成。该旋梯有着结构简单、造价低、输送速度快、输送量大、安全性高等诸多优点。
旋梯与常见的轨道车辆不同的是旋梯的轨道车1地板为阶梯状地板(固定式梯级)3，轨道线路通常不是沿着水平面铺设，而是沿着正圆柱螺旋面铺设，轨道曲线不是常见的复心曲线或反向曲线，而是一种三维空间曲线(即等导程圆柱螺旋线，简称“旋线”)，对应的轨道梁(或桁架)5(其中包含有轨枕、道钉、扣件等)也是沿着旋线建造的，这种旋线上各点的曲率都相同，因而，即使有很多互相连接在一起的轨道车1在旋线轨道6线路上行驶，轨道车1与轨道车1之间也无需使用结构复杂的转向架和铰接装置，只需固定连接即可。轨道车1与轨道车1之间可以相互贯通，轨道车1也可以设计成较长的旋线整体式结构，这种轨道车1造价可明显降低。由于乘客能在较宽的轨道车1上沿行驶方向走动，因而在该轨道车1上的乘客又能进一步加快到达目的地的速度，使乘客既能节省时间，又可锻炼身体，常见的垂直升降梯无法做到这一点。在旋线轨道6线路上行驶的轨道车1其结构可以是厢式(或板式)结构。相对于轨道线路而言，较短的轨道车1多采用导电弓和馈电线(集电靴和第三受电轨)方式供电。推进电机可采用旋转电机(轨道线路坡度或旋线升角较小时)，或短定子直线电机(轨道线路坡度或螺旋线升角较大时)。另外，当旋线轨道6线路上设有齿条及轨道车1底部设有驱动齿轮时，即使旋线轨道6线路坡度或螺旋线升角较大，推进电机仍可采用旋转电机。当轨道线路坡度或螺旋线升角很小时(通常小于12度时)，轨道车1的地板无需设计成阶梯状地板，此时的轨道车1与旋线轨道6线路配合，可以作为自动人行道使用。以下结合附图作更详细的描述。
附
图1为本发明——旋梯的示意图(图中轨道车1围绕垂直环壁9建造)轨道车1，支撑轮(小直径独立旋转论)2，阶梯状地板(固定式梯级)3，移动式扶手栏杆4，旋线轨道梁(或桁架)5，旋线轨道6，支柱7，螺旋楼梯8，安全保护栏板(或环壁)9，出入口(或自动门)10，旋梯底端缓冲装置11。
附图2为本发明——旋梯的俯视示意图(图中旋梯建造在大型高层圆形裙楼内)裙楼内外围墙(环壁)1，旋梯的板式轨道车及阶梯状地板2，螺旋楼梯及踏板3，旋梯的移动式扶手栏杆4，安全保护栏板(或环壁)5，出入口(或自动门)6，出入口的侧向阶梯7，楼层楼板及单元房间8，双轨式旋线轨道9，螺旋楼梯顶端10，旋梯项端缓冲装置11。
实施例由直线永磁式同步电机(PM/LSM)驱动的双线式旋梯(可参考附图1，附图1为单线式旋梯，轨道车1长度约为旋线轨道6线路长度的50％)由于旋梯系统的轨道线路坡度(螺旋线升角)通常较大，因而本实施例的技术方案采用直线电机作为旋梯的驱动电机，初级定子设在轨道线路上，次级动子设在轨道车1底部，不用集电弓和馈电线。用直线电机驱动的车辆具有较大的爬坡能力(例如用直线电机驱动的地铁列车)，而用旋转电机作为驱动电机，则容易出现车轮与轨道打滑(粘着力不够)的现象。而直线电机采用永磁式同步电机(PM/LSM)具有力能指标高、体积小、重量轻、且有发电制动功能，可将制动能返回电网。虽然造价比直线异步电机(LIM)高，但总体而言，该系统的经济性仍然很高。直线永磁式同步电机(PM/LSM)的永磁体可选择多种材料(优选钕铁硼稀土永磁材料)。另外，直线电机也可采用永磁和电磁混合励磁的长定子直线同步电机(EM/LSM)(见公开号CN1461096A)。
本实施例的技术方案“双线式旋梯”的“双线式”是指轨道系统由两条长度相等、旋向相同的旋线轨道6线路所组成，也即旋线的导圆柱体导程是螺距的两倍。每条轨道线路都为双轨式设计，每条轨道线路上都设有一辆长度占轨道线路长度50％左右的板式轨道车1。当要输送乘客时，板式轨道车1就在轨道线路的最高处与最地处之间往返行驶。两辆板式轨道车1由电脑系统控制同步运行，它们行驶速度相近，行驶方向相反。当一辆轨道车1下降时，可将减速电能返回电网，另一辆轨道车1则由电网提供电能的直线电机驱动上升，反之也一样。为更加节省电能，轨道线路上的长定子直线电机也可采用分区段供电技术。
一般地，沿旋线轨道6线路还可并行建造有螺旋楼梯8(见附图1)，也就是沿双轨式旋线轨道9线路还可并行建造有螺旋楼梯3(见附图2)，螺旋楼梯3也是沿旋线建造的，它可代替普通楼梯，沿该楼梯的一侧或两侧设有多个高低位置不同的侧向阶梯7，并与对应的高低位置不同的楼层楼板及单元房间8相连。分布在各楼层的乘客，可从楼层楼板及单元房间8经过侧向阶梯7到达螺旋楼梯及踏板3后再踏入旋梯的板式轨道车及阶梯状地板2。在螺旋楼梯及踏板3和双轨式旋线轨道9线路的两侧设有安全保护栏板(或环壁)5，其中螺旋楼梯及踏板3和双轨式旋线轨道9线路之间的安全保护栏板(或环壁)5，沿螺旋楼梯3每隔一定距离设有能供各楼层乘客出入旋梯的板式轨道车及阶梯状地板2的出入口(或自动门)6。在旋梯的板式轨道车及阶梯状地板2上，设有移动式扶手栏杆4(可纵向或横向设置)，由于板式轨道车2上有了能与板式轨道车2同步移动的移动式扶手栏杆4，因而板式轨道车2向下快速行驶时，即使遇到紧急制动情况，也能确保乘客的安全。相比之下，在传统直线式自动扶梯系统的踏板上，无法设置移动式扶手栏杆4，扶手只能设在踏板两侧固定的栏板上，站在较宽踏板中间的乘客很容易跌倒。
对于导圆柱体半径较大的旋梯，一般可建造在大型高层圆形裙楼内。建有旋梯的大型高层圆形裙楼的造价，明显低于建有大量普通直线式自动扶梯和垂直升降梯的大型高楼的造价，并可显著地节省繁华都市宝贵的土地资源。在各大城市的高楼内，在通常情况下，旋梯可与少量的垂直升降梯配合使用，由电脑系统控制在人流密集的高峰时段，旋梯承担跨多个楼层的高速大运量输送任务，垂直升降梯承担连续楼层的低速小运量输送任务；在人流密集的低谷时段，旋梯承担连续楼层的低速大运量输送任务，垂直升降梯承担跨多个楼层的高速小运量输送任务。
权利要求
1.一种等导程圆柱螺旋式自动扶梯，主要采用类似于轨道车辆系统所采用的技术，其特征是轨道线路的曲线为等导程圆柱螺旋线，车辆的地板为阶梯状地板。
2.如权利要求1所述的车辆，是一种省略了转向架的超长等导程圆柱螺旋线式车辆。
3.如权利要求1或2所述的车辆，是一种采用小直径独立旋转轮的板式车，对应的轨道线路采用双轨式设计。
4.如权利要求2或3所述的车辆，阶梯状地板上设有移动式扶手栏杆(可纵向或横向或纵向和横向混合设置)。
5.如权利要求2或3所述的车辆，采用直线电机作为推进电机。
6.如权利要求1或4所述的车辆，采用直线电机作为推进电机。
7.如权利要求5或6所述的直线电机，是钕铁硼永磁式同步直线电机(PM/LSM)。
8.如权利要求5或6所述的直线电机，是永磁和电磁混合励磁的长定子同步直线电机(EM/LSM)或长定子电磁式同步直线电机(EM/LSM)。
9.如权利要求2或3所述的车辆，推进系统采用旋转电机作为推进电机，对应的轨道线路上还设有齿条，车辆底部设有驱动齿轮，车辆利用集电靴引入来自第三轨道上的电力(或利用导电弓引入来自馈电线上的电力)。
10.如权利要求1所述的轨道线路，还并行建造有螺旋楼梯，以及一端与螺旋楼梯相连，另一端与对应的楼层楼板相连的侧向阶梯，其中轨道线路及螺旋楼梯的一侧或两侧建有安全保护栏板(或环壁)。安全保护栏板(或环壁)每间隔一定距离设有出入口(或自动门)。
全文摘要
本发明提供一种比普通自动扶梯及普通垂直升降梯具有更多优点的另一类自动扶梯——等导程圆柱螺旋式自动扶梯。该自动扶梯具有输送速度快、输送量大、节能、安全、结构简单、造价低、不易出故障、维护费用低、并且占用的楼内空间很少。该自动扶梯主要由螺旋式轨道线路及螺旋式轨道车所组成，主要应用在大型高层圆形裙楼内。建有该自动扶梯的大型高层圆形裙楼的造价，比建有普通自动扶梯及垂直升降梯的大型高楼的造价要低得多。
文档编号B66B21/00GK1712346SQ20041002517
公开日2005年12月28日 申请日期2004年6月15日 优先权日2004年6月15日
发明者荀政 申请人:荀政